Atom binary holography at a finite distance: Resolution, contrast and flux
在经典的二元全息术中，位于无穷远处的目标图案是由平面波通过二元掩模的衍射产生的，所述二元掩模具有相同尺寸的孔，所述孔被放置在矩形网格的特定位置。菲涅耳二元原子全息术是近年来提出的一种利用亚稳态原子束实现纳米分辨率掩模光刻的方法。在实践中，将存在制造强加的限制：二元掩模将具有最小孔尺寸、网格（间距）中的孔之间的最小距离、最大尺寸，并且目标图案平面将始终具有距掩模的有限距离。在本文中，我们表明，在实践中，对于一个给定的波长，掩模，和目标图案的大小，将有一个交叉值掩模和目标图案平面（屏幕平面）之间的距离，这导致在混叠的自由模式。它演示了如何这种洞察力可以导致产生更高的对比度和纳米分辨率的更好的解决模式，可以在实验限制内实现。由于通量是影响由纳米光刻制造的图案的质量的主要因素之一，我们获得了“图案化通量”（有助于产生目标图案的通量，通过入射到掩模的结构化部分上的通量进行归一化）的表达式。在数值上，我们发现它的比例近似于$x^{-2}$，其中$x$是掩模-屏幕距离除以交叉距离。我们提出的方法可以用于任何可以建模为标量波的光束，包括声波和其他物质波光束，如氦离子或电子。
2022-10-14 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Sub-Recoil Transverse Momentum Width in a Cold Ytterbium Atomic Beam
该研究通过二维横向激光冷却与长寿命亚稳态动量滤波，产生横向动量宽度低于光子反冲的慢镱原子束，并据此实现 Bragg 干涉仪。
2025-05-13 physics.atom-ph
Atomic diffraction from nanostructured optical potentials
我们开发了一个通用的理论方法来研究冷原子衍射散射光场光栅相结合的计算光学近场，产生的倏逝波靠近表面的周期性纳米结构阵列，连同先进的原子波包传播这个光学势。
2001-12-09 physics.atom-ph
High efficiency symmetric beam splitter for cold atoms with a standing wave light pulse sequence
在最近的实验[1]中，观察到两个驻波方波脉冲的序列可以将静止的BEC分裂成+/-2 h_bar k衍射级，效率几乎为100%。通过截断拉曼-纳特方程的2状态模型，我们提供了一个直观的图片，解释这种双方形脉冲分束器方案。进一步证明了优化驻波多方波脉冲序列可以有效地将静止原子衍射成n>1的+/-2nh_bar k衍射级的对称叠加。该方法被认为是定性不同于传统的布拉格或拉曼-纳特区域的光脉冲方案，并可以扩展到更复杂的原子光学元件，从冷原子源产生各种定制的输出动量态。
2004-08-07 physics.atom-ph
Imaging Molecules from Within: Ultra-fast, Ångström Scale Structure Determination of Molecules via Photoelectron Holography using Free Electron Lasers
基于（i）即将到来的明亮X射线自由电子激光（FEL）源，（ii）新的能量和角色散的大面积电子成像器，以及（iii）众所周知的光电子全息术，阐述了一种新的方案，该方案提供了具有飞秒空间和飞秒时间分辨率的小到中等尺寸分子的时间依赖的三维结构测定。诱导分子动力学，波包运动，解离，通过锥形交叉点或异构化的泵脉冲，这种运动是可视化的X射线自由电子激光探测脉冲发射keV的光电子在几个飞秒内从特定的和明确定义的网站，深核心水平的个别原子，在分子内。在光电子出来的路上，光电子被衍射，在检测器上产生全息图，在光电离的瞬间对分子结构进行编码，从而提供“分子内部的飞秒快照图像”。详细的计算中的各种近似的日益复杂的和三维检索的分子的空间结构的空间分辨率为10 ngström的演示。由于大的光吸收截面，该方法扩展了基于X射线衍射的，随时间变化的结构调查，设想在自由电子激光器的新类别的样品是无法访问的任何其他方法。其中包括气相中的稀释样品，例如对齐、定向或构象选择的分子、超冷系综和/或主要包含不能有效散射X射线的轻原子的分子或簇物体。
2009-10-16 physics.atom-ph physics.ins-det
A quantum trampoline for ultra-cold atoms
我们观察到自由下落的玻色-爱因斯坦凝聚体在垂直一维驻波作用下周期性地受到多级衍射的干涉悬浮体。各种衍射的物质波相干地重新组合，导致在恒定高度处检测到的原子数量的高对比度干涉。对于长的悬浮时间，多波干涉是通过锐化的条纹。我们用这个方案来测量重力的重力加速度。
2009-11-01 physics.atom-ph
It is all about phases: ultrafast holographic photoelectron imaging
光电子全息术构成了一个强大的工具，为超快成像的物质，因为它结合了高电子流与亚飞秒分辨率，并提供有关过渡振幅和相移的信息。与光全息术类似，它使用与定性不同的电离事件相关联的探测波和参考波之间的相位差来重建目标并确定可能发生的任何变化。这些是其他阿秒成像技术的主要优点，需要精心设计的干涉计划，以提取相位差。出于这个原因，超快光电子全息术的活动经历了巨大的增长，这导致了一个巨大的，但分散的景观。本审查是为统一这一格局而作出的组织努力。这包括一个历史性的帐户，其中建立了与激光诱导电子衍射（LIED）的连接，所遇到的主要全息结构及其基本的物理机制的总结，所采用的理论方法的广泛讨论，以及关键的挑战和未来的可能性。我们在自己的工作中更深入地研究，并特别强调量子干涉和剩余库仑势。
2019-06-27 physics.atom-ph
Super-resolution optical trapping of multiple cold atoms
本研究利用超振荡现象实现多冷原子的超分辨光学囚禁，通过亚波长陷阱和可控相位实现高密度原子排列。
2025-12-17 physics.atom-ph physics.optics
Double diffraction in an atomic gravimeter
我们展示了一个新的方案的实现冷原子重力测量的基础上使用的双衍射分束器最近在\cite{Leveque}，其中使用两个回射拉曼光束允许对称衍射$\pm \hbar k_{eff}$动量的证明。虽然在原则上限于零多普勒频移的情况下，两对拉曼光束同时共振，我们证明，这样的衍射脉冲可以保持有效的原子与非零速度，如在重力仪，当调制的频率的两个拉曼激光源之一。我们使用这样的脉冲来实现对激光相位噪声和一些主导系统不敏感的干涉仪。这降低了技术要求，并将允许实现一个简单的原子重力仪。我们证明了$1.2\times10^{-7}g$每次拍摄的灵敏度。
2009-11-21 physics.atom-ph
An all-solid-state laser source at 671 nm for cold atom experiments with lithium
我们提出了一种全固态窄线宽激光源发射$670\,\mathrm{mW}$输出功率在$671\,\mathrm{nm}$交付的衍射限制光束。\linebreak源是基于一个倍频二极管端部线裂泵浦的环形激光器，工作在Nd：YVO $_4$的${^4F}_{3/2} \rightarrow {^4I}_{13/2}$跃迁上。在外增层腔中使用极化的磷酸钛氧钾（ppKTP），获得了高达86%的倍频效率。实现了源在$100\,\rm GHz$上的可调谐性。我们证明了这种强大的稳频光源的锂原子的激光冷却的适用性。最后，一个简化的设计腔内倍频的基础上进行了说明，并提出了第一个结果。
2011-06-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Quantum description of atomic diffraction by material nanostructures
本研究提出基于含时薛定谔方程数值解的原子衍射量子理论模型，纳入色散力相互作用，相比半经典方法能更准确描述低速近表面原子的衍射图样，可用于高精度冷原子实验及计量学应用。
2023-12-20 physics.atom-ph quant-ph
Lattice Interferometer for Ultra-Cold Atoms
我们演示了一个基于超冷原子从光晶格中释放的原子干涉仪。这种技术产生了一个很大的改善，在信号噪声比以前演示的相关干涉仪。干涉仪涉及使用脉冲光晶格的原子衍射。对于短脉冲，一个简单的分析理论预测了预期的信号。我们研究了短脉冲和长脉冲的干涉仪，分析理论被打破。更长的脉冲可以提高精度和信号大小。对于特定的脉冲长度，我们观察到一个相干信号的时间，大大不同于预期的短脉冲模型。干涉信号还揭示了晶格中原子的动力学信息。我们调查的应用程序的干涉仪的测量$h/m_A$，连同其他众所周知的常数构成了测量的精细结构常数。
2008-11-23 physics.atom-ph
Stimulated Raman Adiabatic Passage for Improved Performance of a Cold Atom Electron and Ion Source
在冷原子电子和离子源中，利用受激拉曼绝热通道实现了对里德堡态的高效相干激发。我们实现了60%的效率平均超过激光激发体积的峰值效率为82%，相对于非相干脉冲激光激发的1.6倍的改善。利用脉冲电场电离的里德伯原子，我们创建电子束的持续时间为250 ps。高效激发将增加源亮度，这对超快电子衍射实验至关重要，并且相干激发到高位里德堡态可以减少内部聚束加热并创建高速单离子源。
2016-07-13 physics.atom-ph quant-ph
Precision atomic gravimeter based on Bragg diffraction
提出了一种基于自由落体冷原子相干布拉格衍射的精密重力仪。传统上，原子重力仪通过驱动两个内部原子状态之间的跃迁，使用受激拉曼跃迁来分离动量空间中的云。布拉格干涉仪仅利用单个内部状态，因此不易受环境扰动的影响。在这里，我们表明，从磁光阱中提取的原子使用加速光晶格是一个合适的源布拉格原子干涉仪，允许有效的分束和随后的分离的动量状态的检测。尽管原子衍射固有的多状态的性质，我们能够建立一个马赫-曾德尔干涉仪使用布拉格散射，实现了灵敏度的重力加速度的$Δg/g = 2.7\times10^{-9}$与1000秒的积分时间。该装置还可以通过对光脉冲序列的简单修改而转换为重力梯度仪。
2012-07-06 physics.atom-ph quant-ph
Realization of a stroboscopic optical lattice for cold atoms with subwavelength spacing
光晶格通常通过ac-斯塔克位移产生，其被衍射限制为周期性$\geλ/2$，其中$λ$是用于产生它们的光的波长。具有较小周期性的晶格可能对具有冷原子的多体物理学有用，并且可以通过具有亚波长特征的相移晶格的频闪应用产生。在这里，我们证明了一个$λ/4$间隔晶格频闪应用光学Kronig-Penney（KP）的潜力，使用空间相关的暗态产生的。我们直接探测周期性的$λ/4$间隔晶格通过测量的平均概率密度的原子加载到基态的晶格。我们在这个晶格中测量原子的寿命，并讨论了限制这种频闪方法的适用性的机制。
2020-02-19 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Shaping Cold Atom Clouds with a Vortex Beam
Center for Quantum Science, Eberhard Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学量子科学中心）；Institute of Electronic Structure & Laser, FORTH（FORTH电子结构与激光研究所）
利用涡旋光束操控冷原子云，通过动态和暗态方案实现微米级线状和板状原子分布。
2026-02-05 physics.atom-ph quant-ph
Characterization of an atom interferometer in the quasi-Bragg regime
我们提供了一个全面的研究超冷原子衍射的光晶格。我们专注于拉曼-纳特和布拉格政权之间的中间政权，所谓的准布拉格政权。实验结果与对薛定谔方程的全数值积分结果符合得很好。我们调查的长脉冲制度限制了一个强大的速度选择和短脉冲制度限制了非绝热损失。对于这些制度，我们估计的布拉格干涉仪的多端口功能。最后，我们讨论了这两个制度之间的最佳折衷，考虑到衍射相移和寄生干涉仪的存在。
2022-03-03 physics.atom-ph quant-ph
